За какое время можно расплавить 1 кг тающего льда, используя спираль из нихро- мовой проволоки длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0...
Условие:
За какое время можно расплавить 1 кг тающего льда, используя спираль из нихро- мовой проволоки длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,01 мм2, расчитан- ной на напряжение 220 В? Считать, что на плавление льда идёт 70% всей энергии, выделенной проводником с током.
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Джоуля-Ленца, который гласит, что тепловая мощность, выделяемая проводником с током, пропорциональна квадрату силы тока и сопротивлению проводника.
Сначала найдем сопротивление проводника. Для этого воспользуемся формулой:
R = ρ * (L / S),
где R - сопротивление проводника, ρ - удельное сопротивление нихромовой проволоки, L - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника.
Удельное сопротивление нихромовой проволоки составляет около 1,1 * 10^-6 Ом * мм^2 / м. Переведем площадь поперечного сечения проводника в метры:
S = 0,01 мм^2 = 0,01 * 10^-6 м^2.
Подставим значения в формулу:
R = 1,1 * 10^-6 Ом * мм^2 / м * (70 см / 0,01 * 10^-6 м^2) = 1,1 * 10^-6 Ом * мм^2 / м * 7 * 10^6 м / м^2 = 7,7 Ом.
Теперь найдем мощность, выделяемую проводником с током. Для этого воспользуемся формулой:
P = I^2 * R,
где P - мощность, выделяемая проводником с током, I - сила тока, R - сопротивление проводника.
Мощность, выделяемая проводником, равна 70% от всей энергии, выделенной проводником с током. Поэтому:
P = 0,7 * I^2 * R.
Так как напряжение равно 220 В, то сила тока можно...
